CN106619102A - 一种带蓝牙控制的智能艾灸仪及其控制方法 - Google Patents

一种带蓝牙控制的智能艾灸仪及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带蓝牙控制的智能艾灸仪及其控制方法，该智能艾灸仪包括主艾灸头和多个从艾灸头，每个主艾灸头和从艾灸头皆包括：底壳、艾灸片及依次设置在艾灸片上的加热片、控制电路板、充电电池和上盖，其中，上盖和底壳卡合；控制电路板上集成有温度控制电路，温度控制电路包括单片机及分别与单片机电连接的温度传感器、2.4G射频模块和PWM调压电路，PWM调压电路输出端与加热片电连接；其中，主艾灸头的温度控制电路还包括与单片机电连接的蓝牙模块；主艾灸头通过蓝牙模块与安装有用户APP的智能移动终端无线连接；从艾灸头通过2.4G射频模块与主艾灸头无线连接。通过本发明的技术方案，能够解决现有技术中艾灸温度不能实现智能控制的问题。

Description

一种带蓝牙控制的智能艾灸仪及其控制方法
技术领域
本发明涉及艾灸仪技术领域，具体涉及一种带蓝牙控制的智能艾灸仪及其控制方法。
背景技术
艾灸产生于中国远古时代，因为它的作用机理和针疗有相近似之处，并且与针疗有相辅相成的治疗作用，通常针、灸并用，故称为针灸。艾灸是用艾叶制成的艾灸材料产生的艾热刺激体表穴位或特定部位，通过激发经气的活动来调整人体紊乱的生理生化功能，从而达到防病治病目的的一种治疗方法。
传统艾灸疗法直接在皮肤上灸治，容易灼伤患者，造成发疱、化脓，留下疤痕，受灸者往往苦不堪言，且施灸时费时费力，烟熏火燎的施治环境也很差。因而，传统艾灸疗法虽然疗效神奇，但是现代很多人不太愿意接受，尤其是妇女、儿童，甚至某些专业医疗机构也很少使用。
现在还有电子灸治疗仪虽然实现了控温控时、无烟无火，但是都带有一根电线，如果发生漏电或者其他意外情况，使用者有可能被电击伤，另外操作不便，使用者无法自己调温。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带蓝牙控制的智能艾灸仪及其控制方法，以解决现有技术中艾灸温度不能实现智能控制的问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种带蓝牙控制的智能艾灸仪，包括主艾灸头和多个从艾灸头，其中，
每个所述主艾灸头和从艾灸头皆包括：底壳、艾灸片及依次设置在所述艾灸片上的加热片、控制电路板、充电电池和上盖，其中，所述上盖和底壳卡合，所述底壳上设有艾灸片填充孔，所述艾灸片卡设在所述艾灸片填充孔中；
所述控制电路板上集成有温度控制电路，所述温度控制电路包括单片机及分别与所述单片机电连接的温度传感器、2.4G射频模块和PWM调压电路，所述PWM调压电路输出端与所述加热片电连接；其中，所述主艾灸头的温度控制电路还包括与单片机电连接的蓝牙模块；
所述主艾灸头通过蓝牙模块与安装有用户APP的智能移动终端无线连接；所述从艾灸头通过2.4G射频模块与所述主艾灸头无线连接；
所述用户APP用于接收用户输入的主艾灸头和各个从艾灸头的设定温度值，并将所述设定温度值发送给所述主艾灸头；所述主艾灸头根据所述设定温度值进行温度调节，同时将所述设定温度值转发给相应的从艾灸头；所述从艾灸头根据所述设定温度值进行温度调节，并将实际温度值反馈给所述主艾灸头，以使所述主艾灸头汇总后发送给所述用户APP。
优选地，所述PWM调压电路输出端通过保险丝与所述加热片电连接。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪，还包括LCD显示屏，所述LCD显示屏与所述单片机电连接。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪，还包括功能按键模组，所述功能按键模组与所述单片机电连接；所述功能按键模组包括电源开关按键和多个温度调节按键，多个所述温度调节按键用于分别控制所述主艾灸头和多个从艾灸头的温度。
优选地，所述从艾灸头为11个。
优选地，所述智能移动终端包括：智能手机、智能手表和/或平板电脑。
一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，适用于上述的带蓝牙控制的智能艾灸仪中，包括：
步骤S1、主艾灸头的蓝牙模块接收用户在k时刻通过用户APP输入的设定温度值E(k)，同时，多个从艾灸头的2.4G射频模块接收主艾灸头转发的所述设定温度值E(k)；
步骤S2、主艾灸头和多个从艾灸头的单片机根据公式：
ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)＝KP[E(k)-E(k-1)]+KIE(k)+KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] (1)
计算k时刻的误差值ΔP(k)；其中，P(k-1)为k-1时刻的误差值，初始值为0；E(k-1)为k-1时刻温度传感器输出的温度值，E(k-2)为k-2时刻温度传感器输出的温度值；KP为比例系数，KI＝KP(T/Ti)为积分系数，KD＝KP(Td/T)为微分系数，T为采样时间，Ti为积分时间，Td为微分时间，KP、KI和KD根据参数自整定的方法进行确定；
步骤S3、主艾灸头和多个从艾灸头的单片机根据k时刻的误差值ΔP(k)，控制PWM调压电路输出不同的电压值，以调节加热片的温度。
优选地，KP、KI和KD根据参数自整定的方法进行确定，具体包括：
定义KI和Ti为0，调节KP的值，若KP＞第一比例系数值时，系统会发生震荡，KP＜第一比例系数值时，系统会处于稳定工作状态，则取KP＝第一比例系数值；
调节Ti的值，直至系统处于稳定工作状态，取此时的Ti值，利用公式KI＝KP(T/Ti)计算积分系数KI；
调节Td的值，直至系统处于稳定工作状态，取此时的Td值，利用公式KD＝KP(Td/T)计算微分系数KD。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，还包括：主艾灸头和多个从艾灸头的单片机将所有闲置的I/O端口设置为输出端口，将所有闲置的时钟关闭，并降低单片机的主频到最低。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，还包括：若蓝牙模块在预设时长内没有接收到用户通过智能终端发送的控制指令，所述主艾灸头和多个从艾灸头进入休眠模式。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪，通过适用内置可充电电池进行供电，解除使用者被电击的危险，通过单片机调节，精确控制加热片的温度，能够提高使用的安全性。本发明提供的艾灸片为采用艾草提炼的有效成分制作成的专用灸片，通过热、磁作用，定向导入、透皮吸收、效果显著。本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪，无明火，不产生烟雾，营造良好的人文施治环境；主艾灸头通过蓝牙模块接收手机用户APP发送的设定温度值，并通过2.4G射频模块对11个从艾灸头的加热片温度分别进行控制，可以同时灸12个穴位，可根据施灸部位和温度承受度调节，灸治舒适。
可以理解的是，现有电子艾灸仪，经常存在温度太低，或者温度太高，或者温度高低交替，很难按使用者的要求控制在一个精确的温度，本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，根据温度传感器的反馈，结合PWM调压电路进行调压，使用PID算法，将温度控制在一个精确的温度，不会使加热片冷热交替。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的艾灸头的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的整体结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的使用方法流程图；
图4为本发明另一实施例提供的一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。参见图1和图2，本发明一实施例提供的一种带蓝牙控制的智能艾灸仪，包括主艾灸头1和多个从艾灸头2，其中，
每个所述主艾灸头1和从艾灸头2皆包括：底壳11、艾灸片12及依次设置在所述艾灸片12上的加热片13、控制电路板14、充电电池15和上盖16，其中，所述上盖16和底壳11卡合，所述底壳11上设有艾灸片填充孔，所述艾灸片12卡设在所述艾灸片填充孔中；
所述控制电路板14上集成有温度控制电路，所述温度控制电路包括单片机及分别与所述单片机电连接的温度传感器、2.4G射频模块和PWM调压电路，所述PWM调压电路输出端与所述加热片13电连接；其中，所述主艾灸头1的温度控制电路还包括与单片机电连接的蓝牙模块；
所述主艾灸头1通过蓝牙模块与安装有用户APP 3的智能移动终端无线连接；所述从艾灸头2通过2.4G射频模块与所述主艾灸头1无线连接；
所述用户APP 3用于接收用户输入的主艾灸头1和各个从艾灸头2的设定温度值，并将所述设定温度值发送给所述主艾灸头1；所述主艾灸头1根据所述设定温度值进行温度调节，同时将所述设定温度值转发给相应的从艾灸头2；所述从艾灸头2根据所述设定温度值进行温度调节，并将实际温度值反馈给所述主艾灸头1，以使所述主艾灸头1汇总后发送给所述用户APP 3。
需要说明的是，图3为本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪的使用方法流程图。
由上述技术方案可知，本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪，通过适用内置可充电电池进行供电，解除使用者被电击的危险，通过单片机调节，精确控制加热片的温度，能够提高使用的安全性。本发明提供的艾灸片为采用艾草提炼的有效成分制作成的专用灸片，通过热、磁作用，定向导入、透皮吸收、效果显著。本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪，无明火，不产生烟雾，营造良好的人文施治环境；主艾灸头通过蓝牙模块接收手机用户APP发送的设定温度值，并通过2.4G射频模块对11个从艾灸头的加热片温度分别进行控制，可以同时灸12个穴位，可根据施灸部位和温度承受度调节，灸治舒适。
优选地，所述PWM调压电路输出端通过保险丝与所述加热片13电连接。
可以理解的是，为了防止被灼伤，本发明在电路中增设保险丝来保护使用者，当温度超过保险丝的熔断温度，电路自动断开，从而保护使用者不会被灼伤，提高使用安全性能。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪，还包括LCD显示屏，所述LCD显示屏与所述单片机电连接。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪，还包括功能按键模组，所述功能按键模组与所述单片机电连接；所述功能按键模组包括电源开关按键和多个温度调节按键，多个所述温度调节按键用于分别控制所述主艾灸头1和多个从艾灸头2的温度。
优选地，所述从艾灸头2为11个。
可以理解的是，通过对蓝牙和2.G射频无线组网，使得手机不用重新断开和连接蓝牙就可以对每个艾灸头进行单独控制，并且通过蓝牙模块将当前加热片的温度回传，在手机用户APP上可以直观的看到每个加热片的温度。
优选地，所述智能移动终端包括：智能手机、智能手表和/或平板电脑。
参见图4，本发明还提出了一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，适用于上述的带蓝牙控制的智能艾灸仪中，包括：
步骤S1、主艾灸头的蓝牙模块接收用户在k时刻通过用户APP输入的设定温度值E(k)，同时，多个从艾灸头的2.4G射频模块接收主艾灸头转发的所述设定温度值E(k)；
步骤S2、主艾灸头和多个从艾灸头的单片机根据公式：
ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)＝KP[E(k)-E(k-1)]+KIE(k)+KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] (1)
计算k时刻的误差值ΔP(k)；其中，P(k-1)为k-1时刻的误差值，初始值为0；E(k-1)为k-1时刻温度传感器输出的温度值，E(k-2)为k-2时刻温度传感器输出的温度值；KP为比例系数，KI＝KP(T/Ti)为积分系数，KD＝KP(Td/T)为微分系数，T为采样时间，Ti为积分时间，Td为微分时间，KP、KI和KD根据参数自整定的方法进行确定；
步骤S3、主艾灸头和多个从艾灸头的单片机根据k时刻的误差值ΔP(k)，控制PWM调压电路输出不同的电压值，以调节加热片的温度。
可以理解的是，现有电子艾灸仪，经常存在温度太低，或者温度太高，或者温度高低交替，很难按使用者的要求控制在一个精确的温度，本发明提供的这种带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，根据温度传感器的反馈，结合PWM调压电路进行调压，使用PID算法，将温度控制在一个精确的温度，不会使加热片冷热交替。
优选地，KP、KI和KD根据参数自整定的方法进行确定，具体包括：
定义KI和Ti为0，调节KP的值，若KP＞第一比例系数值时，系统会发生震荡，KP＜第一比例系数值时，系统会处于稳定工作状态，则取KP＝第一比例系数值；
调节Ti的值，直至系统处于稳定工作状态，取此时的Ti值，利用公式KI＝KP(T/Ti)计算积分系数KI；
调节Td的值，直至系统处于稳定工作状态，取此时的Td值，利用公式KD＝KP(Td/T)计算微分系数KD。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，还包括：主艾灸头和多个从艾灸头的单片机将所有闲置的I/O端口设置为输出端口，将所有闲置的时钟关闭，并降低单片机的主频到最低。
优选地，所述带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，还包括：若蓝牙模块在预设时长内没有接收到用户通过智能终端发送的控制指令，所述主艾灸头和多个从艾灸头进入休眠模式。
可以理解的是，首先将所有闲置的I/O端口设置为输出端口，将所有闲置的时钟关闭，并降低单片机的主频到最低。其次在不使用艾灸仪时，进入休眠低功耗模式，整个系统的耗电小于10uA。
内置电池的艾灸仪往往使用时间比较短，本发明通过对温度精确的调节，省去了过热损失的电池电量，并且通过低功耗技术，使控制部分的耗电大大减少，从而节省了电量，使用时间比市面上的电池供电的艾灸仪大大增加。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (10)

1.一种带蓝牙控制的智能艾灸仪，其特征在于，包括主艾灸头和多个从艾灸头，其中，
每个所述主艾灸头和从艾灸头皆包括：底壳、艾灸片及依次设置在所述艾灸片上的加热片、控制电路板、充电电池和上盖，其中，所述上盖和底壳卡合，所述底壳上设有艾灸片填充孔，所述艾灸片卡设在所述艾灸片填充孔中；
所述控制电路板上集成有温度控制电路，所述温度控制电路包括单片机及分别与所述单片机电连接的温度传感器、2.4G射频模块和PWM调压电路，所述PWM调压电路输出端与所述加热片电连接；其中，所述主艾灸头的温度控制电路还包括与单片机电连接的蓝牙模块；
所述主艾灸头通过蓝牙模块与安装有用户APP的智能移动终端无线连接；所述从艾灸头通过2.4G射频模块与所述主艾灸头无线连接；
所述用户APP用于接收用户输入的主艾灸头和各个从艾灸头的设定温度值，并将所述设定温度值发送给所述主艾灸头；所述主艾灸头根据所述设定温度值进行温度调节，同时将所述设定温度值转发给相应的从艾灸头；所述从艾灸头根据所述设定温度值进行温度调节，并将实际温度值反馈给所述主艾灸头，以使所述主艾灸头汇总后发送给所述用户APP。
2.根据权利要求1所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪，其特征在于，所述PWM调压电路输出端通过保险丝与所述加热片电连接。
3.根据权利要求1所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪，其特征在于，还包括LCD显示屏，所述LCD显示屏与所述单片机电连接。
4.根据权利要求3所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪，其特征在于，还包括功能按键模组，所述功能按键模组与所述单片机电连接；所述功能按键模组包括电源开关按键和多个温度调节按键，多个所述温度调节按键用于分别控制所述主艾灸头和多个从艾灸头的温度。
5.根据权利要求1所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪，其特征在于，所述从艾灸头为11个。
6.根据权利要求1～5任一项所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪，其特征在于，所述智能移动终端包括：智能手机、智能手表和/或平板电脑。
7.一种带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，适用于权利要求1～6任一项所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪中，其特征在于，包括：
步骤S1、主艾灸头的蓝牙模块接收用户在k时刻通过用户APP输入的设定温度值E(k)，同时，多个从艾灸头的2.4G射频模块接收主艾灸头转发的所述设定温度值E(k)；
步骤S2、主艾灸头和多个从艾灸头的单片机根据公式：
ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)＝KP[E(k)-E(k-1)]+KIE(k)+KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] (1)
计算k时刻的误差值ΔP(k)；其中，P(k-1)为k-1时刻的误差值，初始值为0；E(k-1)为k-1时刻温度传感器输出的温度值，E(k-2)为k-2时刻温度传感器输出的温度值；KP为比例系数，KI＝KP(T/Ti)为积分系数，KD＝KP(Td/T)为微分系数，T为采样时间，Ti为积分时间，Td为微分时间，KP、KI和KD根据参数自整定的方法进行确定；
步骤S3、主艾灸头和多个从艾灸头的单片机根据k时刻的误差值ΔP(k)，控制PWM调压电路输出不同的电压值，以调节加热片的温度。
8.根据权利要求7所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，其特征在于，KP、KI和KD根据参数自整定的方法进行确定，具体包括：
定义KI和Ti为0，调节KP的值，若KP＞第一比例系数值时，系统会发生震荡，KP＜第一比例系数值时，系统会处于稳定工作状态，则取KP＝第一比例系数值；
调节Ti的值，直至系统处于稳定工作状态，取此时的Ti值，利用公式KI＝KP(T/Ti)计算积分系数KI；
调节Td的值，直至系统处于稳定工作状态，取此时的Td值，利用公式KD＝KP(Td/T)计算微分系数KD。
9.根据权利要求7所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，其特征在于，还包括：主艾灸头和多个从艾灸头的单片机将所有闲置的I/O端口设置为输出端口，将所有闲置的时钟关闭，并降低单片机的主频到最低。
10.根据权利要求7所述的带蓝牙控制的智能艾灸仪的控制方法，其特征在于，还包括：若蓝牙模块在预设时长内没有接收到用户通过智能终端发送的控制指令，所述主艾灸头和多个从艾灸头进入休眠模式。
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